Dekompozice povrchového EMG signálu na akční potenciály a jeho použití pro ovládání

Abstract

Využití elektromyografické aktivity pro ovládání zařízení bylo zkoumáno během posledních 3 dekád. Asistivní technologie založené na EMG aktivitě ve formě aktivních protéz se stávají běžnými a zároveň se začínají objevovat řešení určené pro zábavu nebo ovládání osobních počítačů (Myo). Avšak většina těchto technologií je založena na rozpoznávání rozdílných diskrétních gest. Závěrečná práce se zabývá využitím kontinuálního odhadu úrovně svalové aktivity pro užití v rozhraní člověk-počítač jakožto asistivní technologií. Práce představuje navržené uživatelské rozhraní pro zadávání textu a obecné ovládání počítače. Uživatelské rozhraní je ovládáno vyvinutou rychlou a stabilní metodou odhadující svalovou aktivitu z povrchového EMG. Práce představuje kvalitativní poznatky z uživatelských testů, nastiňuje možnosti pro užití dekompozice EMG a diskutuje užitečnost přístupu založeného na dekompozici s užítím pro asistivní technologie. Metoda pro interakci člověk-počítač užívá kontinuální odhady svalové aktivity, které byly navrženy s ohledem na intuitivní použití, snadnou kalibraci a byly úspěšně ověřeny během průběžných testů s participanty.

Use of surface electromygraphic activity for machine control is being investigated over last 3 decades. Assistive technologies based on surface EMG activity in form of active prosthesis are becoming more common and in recent time also emerges new commercial solutions for entertainment purposes or as new peripheries to personal computer (Myo). Yet most of these technologies are based on recognition of different discrete grasps. Thesis is concerned with utilization of continuous muscle activity level estimates for use in human-computer interaction as an assistive technology. Work presents designed user interface for typing text and general control of computer. User interface is controlled by developed fast and stable amplitude muscle activity estimation method. Work presents qualitative findings from participatory sessions, possible approaches to decomposition task and discus usability of EMG decomposition based approach with use as an assistive technology. Human-computer interaction method using continuous muscle activity level estimates was designed with regard to universally intuitive usage, simple calibration and was successfully verified by continual evaluation of methods by participants.